北部湾经济区南流江流域生态系统服务时空变化与权衡研究

Ecosystem service is one of the hot issues regarding sustainable development. However, how to assess ecosystem services appropriately and accurately? How do the ecosystem services change and trade-off at the spatial scales? These questions are still the difficult themes in this field, due to limitation of theory and research methods. In this project, we take the Nanliu river watershed (NRW) of Beibu Gulf Economic Zone as a case area, (1) revise (or modified) the previously held dogma of Costanza model and InVEST model based on the combination of field investigation, land use data, experimental observation, statistical data, remote sensing and GIS analysis; (2)analyze and reveal the spatiotemporal characteristics of ecosystem services; (3) and discuss the relationships of ecosystem services and identify their key areas. This study will be helpful in improving the relevant methods to analysis of ES, and provide the scientific theories for ecological environment management and policy making.

生态的系统服务是可持续发展科学研究的热点之一。但由于理论的不确定性和研究方法的局限性，如何准确地估算区域生态系统服务，探讨其时空格局及变化特征与权衡关系，仍是当前生态系统服务研究的难点。为此，本项目以北部湾经济区快速发展的南流江流域为研究区，结合野外调研、遥感观测、实验与统计分析等方法，对土地利用变化的生态系统服务价值评估方法（Costanza模型）和生态系统服务综合评估模型（InVEST模型）进行改进或模型参数“本地化”处理，构建适合研究区的生态系统服务评估方法，量化和可视化1990-2015年南流江流域农产品生产供给、碳汇、土壤保持和生物多样性维护等生态系统服务时空格局及变化特征，辨识服务重要区，讨论各服务之间的权衡关系，旨在为流域生态环境管理和政策制定提供科学依据。

南流江流域是北部湾经济区内最大的入海河流和海陆交互影响的生态脆弱过渡带的典型流域。受全球变化和经济快速发展的影响，流域土地覆盖和生态系统格局发生较大变化，准确地估算区域生态系统服务，探讨其时空格局及变化特征与权衡关系，是协调当地经济发展与生态保护的矛盾的迫切需求。为此，本项目拟从流域角度出发，结合野外调研、遥感观测、GIS空间分析技术、统计分析等方法，采用食物营养成分法和InVEST模型等构建并定量分析和可视化南流江流域农产品生产供给、碳汇、土壤保持和生物多样性维护等生态系统服务及各服务时空变化格局、辨识服务重要区，讨论各服务之间的权衡关系。.结果表明：（1）南流江流域土地农产品食物热量多年平均值约2.9×107 KJ/hm2，至2015年4.35×1018 KJ。土壤保持服务约为5.79×108 t，平均土壤侵蚀模数为7.882 t/hm2，属于轻度侵蚀级别。南流江流域平均NDVI指数约为0.73，植被净生态系统生产力年平均值从2000年686.34 gC·m-2·a-1增至2015年的706.12 gC·m-2·a-1。流域多年平均生物丰度指数为69.9，2015年年生境质量指数数值约为0.771。（2）在空间上，南流江农产品食物热量总体上呈现南北两头较高，中部山林区较低的格局，即玉林盆地、合浦三角洲和博白县城相对较高，中部的浦北县和博白县的六万大山、云开大山区域较低。生态系统碳汇服务、土壤保持和生物多样性维护服务空间分布格局相似，主要集中在五皇山、云飞嶂山脉等六万大山、云开山系林区或林场。（3）南流江流域多重生态系统服务极重要区和重要区面积共占约为57.02%，集中分布六万大山、云开大山林区和自然保护区。一般重要区以提供农产品供给服务为主（42.52%）；一般区主要集中在城镇和农村居民点等建设用地。（4）南流江流域土地农产品食物供给服务与碳汇服务、生物多样性维持服务、土壤保持服务均表现为权衡关系，且其权衡系数从2000年至2015年均呈现下降的趋势。碳汇服务、生物多样性维持服务和土壤保持服务彼此之间则表现出协同关系。